Informations scientifiques

Grâce à plusieurs sites Internet, nous avons trouvé beaucoup d'information sur les bulles telles que des recettes pour faire du savon à bulle, des réponses à plusieurs questions telles que " Pourquoi les bulles éclatent ? ".

Nous avons choisi la recette qui contient 160 ml de savon à vaisselle, 3,8 L d'eau et 15 ml de glycérine (Recette fournie par Patricia Oulman) puisqu'elle était moins dispendieuse à faire. De plus, nous voulions voir si c'était aussi efficace que le savon à bulles acheté. Les bulles éclatent parce que ce qui frappe la bulle, la poussière par exemple, fait un trou dans le film très mince de la bulle et cela crée un déséquilibre faisant ainsi éclater la bulle. Nous avons trouvé un site particulièrement intéressant puisqu'il répondait d'une façon claire, simple et précise à des questions que nous nous posions. Voici l'information retrouvée dans divers sites :

Maillet, G. (2002). Pourquoi voit-on toutes les couleurs dans une bulle de savon. Dis pourquoi [En ligne]. Disponible : http://tontongeorges.free.fr/Fiches/313_Pourquoi_voit-on_toutes_les_couleurs_dans_une_bulle_de_savon.htm


La lumière du soleil est un mélange de plusieurs couleurs. La bulle de savon, comme un prisme, a la propriété de séparer ces couleurs et de les faire miroiter. C'est ce qui rend une bulle de savon si jolie quand elle s'envole. C'est un petit arc-en-ciel.

Lorsque la lumière passe d'un milieu transparent dans un autre, elle est dispersée, c'est-à-dire que les diverses radiations qui la composent sont réfractées selon un indice qui varie avec chaque radiation. C'est ainsi que la lumière solaire, traversant la bulle de savon, est décomposée et qu'on voit toutes les couleurs du spectre, du rouge au violet.

Costet, J.-P. (2002). Les bulles de savon. CEMÉA Association Nationale France [En ligne]. Disponible : http://www.cemea.asso.fr/dossier8texte.html

Pourquoi faut-il du savon pour avoir des bulles ?
Dans le liquide qu'est l'eau, il y a une attraction forte entre les molécules qui la composent. Donc, l'eau "cherche" à former des gouttes. Si on essaie de l'étaler, de la mettre en film, elle "ne se laisse pas faire" et reforme des gouttes. Autrement dit, elle essaye d'avoir une surface minimale au contact de l'air. Si on ajoute du savon dans cette eau, la force existe toujours mais elle diminue ; on pourra étaler plus facilement un film d'eau sans qu'il casse.

Pourquoi une bulle est-elle sphérique ?
Une bulle est une goutte dans laquelle on a piégé de l'air. La paroi tire dans toutes les directions pour diminuer sa surface ; elle donne à l'air emprisonné une forme de sphère car c'est la forme géométrique qui a la plus petite surface pour un volume donné ; le film est en équilibre instable : à la moindre petite fuite, il se déchire et redevient une goutte...

Pourquoi les bulles sont-elles fragiles ?
Le film de la bulle est très mince. Si la moindre poussière crée un petit trou, l'équilibre est rompu et les forces de tension superficielles terminent la destruction de la bulle. L'hygrométrie de l'air a une influence sur les bulles. Si l'air est sec, le film s'évapore, la paroi s'amincit et la bulle éclate.

Pourquoi les bulles sont de toutes les couleurs ?
Vous savez que la lumière blanche donne un arc-en-ciel. Chaque couleur a une longueur d'onde différente. Les couleurs de la bulle de savon dépendent de l'épaisseur de la membrane. Comme l'eau est pesante, elle a tendance à descendre et l'épaisseur de la membrane est plus mince en haut qu'en bas de la bulle. L'épaisseur de la membrane varie sans arrêt et les couleurs de la bulle changent.

D'où viennent les couleurs des bulles ?
La lumière naturelle est composée de différentes couleurs. Quand cette lumière traverse la paroi mince d'un film liquide, il se produit un phénomène (dit d'interférence) qui a pour conséquence qu'à certains endroits, des couleurs apparaissent et d'autres pas.

Comment se comporte le liquide au contact des solides ?
Il y a une force d'accrochage du liquide à certains solides : le film "tire" sur les parois et se déplace jusqu'à ce qu'il occupe une surface minimale. Si on lui applique une contrainte, il se déforme car il est élastique, mais il tend toujours à avoir une surface minimale.

Pourquoi certains jours les bulles ne tiennent pas ?
L'hygrométrie de l'air a une influence sur les bulles. Si l'air est sec, l'eau de la bulle s'évapore beaucoup, la paroi s'amincit, et la bulle éclate plus vite !

Jean-Philippe Costet

CEMÉA Association Nationale France. (2002). Les bulles de savons. [En ligne]. Disponible : http://www.scf.fundp.ac.be/~jpvigner/idees/ose/page21.html

L'eau toute seule ne forme pas facilement les fines membranes liquides nécessaires pour créer des bulles. Chaque cm2 de surface subit des tensions (on parle de tension superficielle) c'est-à-dire des forces qui agissent pour la contracter. La nature tend à économiser les surfaces liquides et préfère une goutte sphérique de petite surface à un film plat. La surface de l'eau pure est tellement énergétique qu'elle préférera se casser en gouttelettes plutôt que de s'étendre et prendre la forme d'un film mince. Le détergent en solution abaisse la tension superficielle de l'eau, neutralise partiellement les forces de contraction et facilite ainsi la formation d'un film suffisamment stable pour présenter des surfaces importantes. La nécessité d'une goutte de glycérine est moins claire : ici, jeune scientifique, je compte sur ton imagination ! (Jean-Pol Vigneron)

 

Annexe

Bulles de savon

On peut acheter la solution toute préparée en magasin mais il est encore plus plaisant de la faire soi-même. On peut faire des bulles n'importe où, mais les plus grosses devraient être réservées pour l'extérieur de la maison.

Recette fournie par Patricia Oulman.
160 ml de savon à vaisselle liquide (de consistance épaisse)
15 ml de glycérine (vendue en pharmacie)
3.8 L d'eau
Contenant hermétique pour entreposer le liquide à bulles
Mesures (en plastique, verre ou métal)
et cuillère

Technique
Mélanger les ingrédients dans un bol, un seau ou un bac plat. Laisser reposer pour 24 heures pour améliorer la vie des bulles.